أجسام الكيتون

أجسام الكيتون منتجات ثانوية في عملية التمثيل الغذائي للدهون. أثناء الجوع أو الصيام، يصنع الكبد الجلوكوز من خلال عملية تسمى استحداث السكر. استحداث الجلوكوز هو مسار أيضي ينتج عنه إنتاج الجلوكوز من الدهون. أثناء تكوين الجلوكوز، تتشكل أجسام الكيتون كمنتجات ثانوية حيث يكون المنتج عبارة عن جلوكوز. تتكون أجسام Kerone من حمض أسيتو أسيتيك وأسيتون وحمض بيتا هيدروكسي بيوتيريك.

تتكون أجسام الكيتون من ثلاثة مركبات صغيرة قابلة للذوبان في الماء ينتجها الكبد استجابة لتوافر الجلوكوز المنخفض. قد يشير تكوينها إلى الصيام لفترات طويلة أو حالة فيزيولوجية مرضية ، مثل مرض السكري من النوع الأول (داء السكري المعتمد على الأنسولين).

نظرًا لأن تركيبها مرتبط بعملية التمثيل الغذائي للأحماض الدهنية، يمكن لبعض الأنظمة الغذائية أن تحفز تكوين جسم الكيتون، إما كوسيلة لفقدان الوزن أو للتحكم في بعض الحالات العصبية مثل الصرع المقاوم للعلاج. في سياق أكثر معاصرة، تم تطوير مركبات جديدة، والتي تعزز تكوين أجسام الكيتون في الجسم، وقد تم اقتراحها لتحسين الأداء الرياضي.

ما هي أجسام كيتون؟

أجسام الكيتون ، أو الكيتونات ببساطة هي مواد ينتجها الكبد أثناء عملية استحداث السكر ، وهي عملية تفرز الجلوكوز في أوقات الصيام والمجاعة. هناك ثلاثة أجسام كيتونية ينتجها الكبد. هم أسيتو أسيتات ، بيتا هيدروكسي بوتيرات ، وأسيتون. يتم استخدام هذه المركبات من قبل الأفراد الأصحاء لتوفير الطاقة لخلايا الجسم عندما يكون الجلوكوز منخفضًا أو غير موجود في النظام الغذائي.

هناك تلاث أنواع من أجسام الكيتون: أسيتون، أسيتو أسيتات، بيتا هيدروكسي بوتيرات.

لماذا يتم إنتاج أجسام كيتون؟

يتم إنتاج أجسام الكيتون في ظل ظروف مثل الصيام لفترات طويلة ، والتمارين الرياضية المكثفة ، والجوع ، والوجبات الغذائية المقيدة بالكربوهيدرات ، وإدمان الكحول ، والظروف غير المعالجة من داء السكري من النوع الأول ، بشكل أساسي في الأوقات التي يكون فيها مستوى الجلوكوز في الدم منخفضًا. في هذه الظروف، يتم أولاً تفكيك تخزين الجليكوجين لاستخدامه في شكل طاقة. ولكن سرعان ما ينفد تخزين الجليكوجين في الكبد وكملاذ أخير يتم تكسير الأحماض الدهنية إلى أجسام كيتونية.

ثم يتم نقل أجسام الكيتون خارج الكبد وتحويلها إلى أنزيم أسيتيل أ (أسيتيل- CoA). ثم يدخل acetyl-CoA دورة كريبس ليتأكسد للحصول على الطاقة.

يتم تكوين الأسيتو أسيتات عن طريق اندماج جزيئين أسيتيل أنزيم أ بتكوين ثنائى بعد فقدان -CoAs. يتكون 3-β-hydroxybutyrate عن طريق اختزال acetoacetate والأسيتون هو الشكل منزوع الكربوكسيل من acetoacetate. يشارك AcAc و 3HB بشكل أساسي في نقل الطاقة من الكبد إلى الأنسجة الأخرى. الأسيتون من ناحية أخرى ، هو المنتج التلقائي لنزع الكربوكسيل من AcAc ويعطي نفسًا حلوًا مميزًا للشخص الذي يخضع للحماض الكيتوني.

كيف يتم إنتاج أجسام الكيتون؟

كما هو مذكور أعلاه ، يشار إلى تكوين أجسام الكيتون باسم تكوين الكيتون. عندما يقتصر نظامنا الغذائي على الجلوكوز ، يكون مستوى الأنسولين منخفضًا ومستويات الإبينفرين والجلوكاجون مرتفعة ، وهذا يحفز إطلاق الأحماض الدهنية من الأنسجة الدهنية. يتم تحرير الدهون المخزنة في الأنسجة الدهنية في شكل أحماض دهنية حرة والجلسرين.

يتم امتصاص هذه الخلايا الدهنية في الميتوكوندريا لخلايا الكبد (خلايا الكبد). يتم دمج الأحماض الدهنية مع الإنزيم المساعد A من خلال عملية الأكسدة β لتكوين acetyl-CoA. يتم تحويل acetyl-CoA إلى acetoacetyl-CoA ثم إلى 3-hydroxy-3-methylglutaryl CoA (HMG CoA). أخيرًا ، يتم تحويل HMG-CoA إلى AcAc ثم تقليله إلى 3-HB.

AcAc و 3-HB عبارة عن أحماض عضوية ذات 4 كربون قصيرة السلسلة يمكن أن تنتشر بحرية عبر الأغشية وتستخدم في شكل طاقة.

إقرأ: الحماض الكيتوني

لماذا تتشكل أجسام الكيتون؟

عندما تكون مستويات الجلوكوز عالية في جسمك ، فهو مشغول بتخزين الفائض على شكل دهون وبناء البروتينات والنمو بشكل عام. وهذا ما يعرف بالحالة الامتصاصية. عندما تصوم أو تتضور جوعًا ، تنخفض مستويات الجلوكوز في الدم بسرعة. هذا يدفع الجسم إلى الدخول في حالة ما بعد الامتصاص. في هذه الحالة، يبدأ الجسم في تحويل الدهون مرة أخرى إلى أحماض دهنية ، والجليكوجين إلى جلوكوز ، وحتى يبدأ في تكسير الأحماض الأمينية للحصول على الطاقة.

في حين أن الجليكوجين هو مجرد منتج لتخزين الجلوكوز ويمكن تحويله مرة أخرى بسرعة ، إلا أنه يتم تخزين الكثير من الجليكوجين في الجسم (بشكل رئيسي في الكبد). بمجرد استنفاد هذه المخازن ، يجب على الجسم اللجوء إلى منتجات التكسير الأخرى للحصول على الطاقة. لحسن الحظ ، يمكن لمعظم الخلايا في الجسم البقاء على قيد الحياة من الأحماض الدهنية الناتجة عن تكسير الدهون. لكن هذا ليس صحيحًا بالنسبة للدماغ والكبد. يفضل الدماغ والكبد الجلوكوز كمصدر للطاقة.

من أجل الاستمرار في إمداد الدماغ بالجلوكوز ، يجب على الكبد تحويل الأحماض الأمينية والجليسرول والبيروفات واللاكتات إلى جلوكوز. تسمى هذه العملية استحداث السكر ، وتنتج أيضًا أجسام الكيتون أسيتو أسيتات وبيتا هيدروكسي بوتيرات. إنها تطلق أجسام الكيتون هذه ، إلى جانب الجلوكوز ، في مجرى الدم لتغذية الدماغ. عند هذه النقطة ، تحولت العضلات والأعضاء الأخرى بشكل أساسي إلى الأحماض الدهنية للحصول على الطاقة ، مما يحافظ على الجلوكوز للدماغ. يُعرف هذا باسم تجنيب الجلوكوز وهو مهم جدًا للحيوانات التي يجب أن تخضع لفترات طويلة من الصيام أو الجوع.

يفضل الدماغ الجلوكوز كمصدر للطاقة ولكنه سيبدأ في التحول إلى أجسام الكيتون بعد حوالي 4 أيام من تقليل الكربوهيدرات. هذا يزيد بشكل كبير من مقدار الوقت الذي يمكن للكائن الحي أن يظل فيه بدون طعام، ومع ذلك يمكن أن يبدأ أيضًا في التسبب في آثار جانبية سلبية. إذا لم يتم تناول الطعام لتجديد إمداد الجلوكوز، يمكن أن تبدأ أجسام الكيتون في التراكم. بينما يتم إزالة أجسام الكيتون عن طريق الكلى، إذا تم إنتاجها بمعدل مرتفع فإنها يمكن أن تطغى على الكلى.

عندما يحدث هذا ، يتكون الأسيتون من الانهيار التلقائي لأجسام الكيتون الأخرى في الدم. الأسيتون مادة متطايرة ومتفاعلة. عندما يبدأ في التراكم في الدم يمكن أن يخفض درجة الحموضة في الدم ، وهي حالة تسمى الحماض.

يؤثر الحماض على جميع أنسجة الجسم تقريبًا ، مما يقلل من وظيفتها ويلعب مع إنزيمات الجسم التي تعتمد على توازن درجة الحموضة المعين. يؤدي الحماض الكيتوني ، أو الحماض الناجم عن فرط الأجسام الكيتونية ، إلى الغيبوبة أو الموت إذا لم يتم عكسها.

في حين أن نظام كيتو الغذائي يمكن أن يكون إجراءً فعالاً لفقدان الوزن ، فمن الأفضل القيام به تحت إشراف الطبيب لأنه في كثير من الحالات يمكن أن يؤدي إلى حصوات الكلى وكسور العظام وتباطؤ النمو عند الأطفال. في حين أنه من الواضح أن نظام كيتو الغذائي يمكن أن يساعد الناس على إنقاص الوزن (وأن الكثير من الناس يشعرون بالرضا عن الكيتو) ، لا يزال العديد من الباحثين قلقين من أن النظام الغذائي قد يسبب مشاكل في نمو الدماغ وقد ثبت أنه يقلل الذاكرة المكانية في الفئران.

إقرأ أيضا:

• هل المتبل مسموح في الكيتو؟
• هل الرز مسموح في الكيتو؟
• هل الفريك مسموح في الكيتو؟
• هل الكينوا مسموح في الكيتو دايت؟

كيف يتم استخدام أجسام الكيتون كوقود؟

يمكن تناول أجسام الكيتون عن طريق القلب والعضلات والدماغ ، ولكن ليس الكبد نفسه لأنه يفتقر إلى الإنزيم الذي يكسر أجسام الكيتون. عند الأكسدة في الميتوكوندريا ، يمكن لـ AcAc إطلاق جزيئين من GTP و 22 جزيء من ATP. من ناحية أخرى ، يمتص الكبد الأسيتون بتركيزات منخفضة ويتم استقلابه باستخدام مسار مختلف.

الدماغ: لا يستطيع الدماغ تناول الأحماض الدهنية مباشرة لاستخدامها في شكل طاقة. لذلك ، خلال أوقات انخفاض مستويات الجلوكوز في الدم ، تزود أجسام الكيتون ما يصل إلى ثلثي الطاقة اللازمة لعمل الدماغ بشكل سليم.

القلب: في ظل الظروف الفسيولوجية العادية ، يفضل القلب استخدام الأحماض الدهنية مباشرة كمصدر للطاقة. ومع ذلك ، في ظل ظروف انخفاض الجلوكوز ، يمكن أن تمتص أجسام الكيتون أيضًا.

الكيتوزيه

يتم إنتاج أجسام الكيتون باستمرار في أجسامنا ولكن يتم استخدامها من قبل الأنسجة خارج الكبد بشكل مستمر وبالتالي لا يمكن تتبعها. ومع ذلك ، عندما يتجاوز مستوى الإنتاج مستوى الاستخدام ، فإنه يخلق حالة تسمى كيتونيميا وهي زيادة مستوى الكيتونات في الدم. يؤدي هذا أيضًا إلى بيلة كيتونية وهي إفراز أجسام الكيتون في البول. يُشار إلى هاتين الحالتين معًا باسم الكيتوزية والأعراض الأساسية لتحديد الهوية هي الرائحة الحلوة للأسيتون في النفس.

الأجسام الكيتونية في مرضى السكري

مرض السكري هو حالة لا يستطيع فيها الجسم أو لا ينتج الأنسولين ، وهو جزيء مهم في دورة الجلوكوز. يقوم الأنسولين بإيصال إشارات إلى خلايا الجسم لامتصاص الجلوكوز في الدم واستخدامه للحصول على الطاقة. بالنسبة لمرضى السكري ، لا يتم تلقي هذه الإشارة وبدون الأنسولين الاصطناعي ، سيبقى الجلوكوز محاصرًا في الدم. بدون وجود الجلوكوز في الخلايا ، يبدأ الجسم في امتصاص الأحماض الدهنية من الدم لتوفير الطاقة.

يؤدي نقص الجلوكوز أيضًا إلى تحفيز الكبد لبدء إنتاج الجلوكوز. عندما يحدث هذا ، يتم إطلاق أجسام الكيتون ، تمامًا كما هو الحال في الشخص العادي. ومع ذلك ، فإن الشخص المصاب بالسكري يعاني من مشكلة معقدة. يمكن استخدام أجسام الكيتون للحصول على الطاقة ، ولكن فقط في حالة وجود الوسطاء المناسبين. عادة ما تأتي هذه من انهيار الجلوكوز. ولكن في مرضى السكري ، يتم تكسير القليل جدًا من الجلوكوز. هذا يعني أنه حتى أجسام الكيتون لا يمكن استخدامها للحصول على الطاقة. على هذا النحو ، فإنها تبدأ في البناء بسرعة نسبيًا.

هذا يسبب الحماض الكيتوني المفاجئ والشديد. غالبًا ما يتم تشخيص مرض السكري برائحة الأسيتون أو الفاكهة في نفس الشخص والبول المحمّل بالأسيتون بدرجة عالية من الحموضة. تشير هذه العلامات إلى الحماض الكيتوني الشديد ويمكن أن تكون مهددة للحياة. لحسن الحظ ، ستسمح جرعة الأنسولين بانخفاض مستويات الجلوكوز في الدم ، وسيتم إنشاء الوسائط المطلوبة من انهيار الجلوكوز ، وسيتم التخلص من أجسام الكيتون من النظام في وقت قصير.

يستكشف الباحثون نظام كيتو الغذائي كوسيلة للتخفيف من مرض السكري – على الرغم من أنهم يحذرون من أن أي مريض بالسكري يتبع نظام كيتو دايت يجب أن يكون تحت إشراف الطبيب لأن النظام الغذائي يمكن أن يؤدي إلى تقلبات كبيرة في مستويات السكر في الدم يمكن أن تكون خطيرة.

تعرف على: هل الشيبس مسموح في الكيتو؟

أجسام الكيتون في الرجيم والجوع

ومن المثير للاهتمام أن بعض الحميات الغذائية الحديثة خضعت للتدقيق لأنها تسبب الحماض الكيتوني لدى الأشخاص الذين يمارسونها. تركز هذه الحميات على الكربوهيدرات المنخفضة والبروتينات العالية. لأن الكربوهيدرات هي أشكال معقدة من الجلوكوز ، فإن إزالتها من النظام الغذائي يزيل الجلوكوز بشكل فعال من النظام الغذائي. يعمل هذا لفترة قصيرة لأن الجسم مطلوب للحصول على الطاقة التي يحتاجها من الدهون. ومع ذلك ، فإن النظام الغذائي يحاكي بشكل أساسي جسمك في وضع الجوع.

بدون جلوكوز الدم ، الخلايا في الجسم مطلوبة مرة أخرى للبقاء على قيد الحياة من الأحماض الدهنية المشتقة من الدهون الثلاثية المخزنة. لا يستطيع الدماغ البقاء على قيد الحياة من هذه الأحماض الدهنية، ويجب أن يخضع الكبد لعملية استحداث السكر لإنتاج الجلوكوز للدماغ. أثناء قيامه بذلك، فإنه ينتج أيضًا أجسامًا كيتونية. لفترات قصيرة من الزمن ، يستطيع الجسم أن يستمد طاقته بهذه الطريقة. ولكن عندما تنخفض مستويات الجلوكوز وتنخفض ، فإن الوسطاء المطلوبين أيضًا لاستخدام أجسام الكيتون كطاقة. في النهاية، سيتم تصنيع المزيد من أجسام الكيتونات أكثر مما يمكن استخدامه ، ويبدأون في التراكم. تتم إزالتها عن طريق الكلى، ولكن لا يمكن للكلى إزالة الكثير في فترة زمنية معينة.

أعراض الحماض

حتى عندما يستمر الشخص في تناول هذه الوجبات ، فإن النقص الكامل للكربوهيدرات يجعل من الصعب للغاية على الجسم مواكبة ذلك ، ويبدأ الحماض في الحدوث. كما هو الحال مع شخص مصاب بمرض السكري ، سيزداد مستوى الأسيتون في البول وقد تكون رائحة النفس حلوة أو تشبه الأسيتون.

غالبًا ما يطلق مبتكرو هذه الحميات على هذا “مشكلة غذائية شائعة” ، لكن الحماض الكيتوني ليس شائعًا لدى الأشخاص الأصحاء وقد يكون إجبار الجسم على هذه الحالة أمرًا خطيرًا. أعلاه بعض الأعراض المذكورة قد تسبب الحماض. علاوة على ذلك ، فقد وجد أن الحماض في الدم يمكن أن يؤدي إلى امتصاص أقل للكالسيوم من النظام الغذائي وترسبه في العظام. هذا يعني أنك لا تجوع نفسك فحسب ، بل تضعف عظامك أيضًا.

إكتشف: هل البرغل مسموح في الكيتو؟

فوائد الكيتونات

توفر الكيتونات مجموعة من الفوائد للعقل والجسم. تم اكتشاف فوائد الكيتونات لأول مرة في منتصف القرن العشرين واكتسبت شعبية بسرعة كعلاج محتمل لمجموعة من الأمراض.

بعد مزيد من الدراسة ، وجد الباحثون أن الكيتونات تشارك في كل شيء بدءًا من تغذية الجسم إلى التأثير على الإثارة ، وتنظيم التعبير الجيني ، وحتى لعب دور في إرسال الإشارات الخلوية.

تعد الكيتونات مصدر طاقة أكثر كفاءة من الجلوكوز ، مما يسمح للأفراد الذين لديهم مستويات عالية من الكيتونات ببذل المزيد من الطاقة لفترة أطول أثناء التمرين والنشاط اليومي. توفر الكيتونات أيضًا دفعة قوية للوضوح العقلي والوظيفة المعرفية ، مما يجعل من السهل تحسين أدائك في مكان العمل أو صالة الألعاب الرياضية.

تشمل المزايا الأخرى التي توفرها الكيتونات ما يلي:

• تقليل التهابات العضلات والمفاصل
• فقدان الدهون المحتملة وإدارة الوزن
• السيطرة على الرغبة في الشهية والشبع
• أداء أقوى في رياضات التحمل وتمارين القلب والأوعية الدموية
• تحسين الوظيفة المعرفية أثناء التمرين.

الآثار الجانبية والاحتياطات الكيتونات

تشمل الآثار الجانبية لاستخدام أجسام الكيتون كوقود:

• ضعف
• الصداع
• إمساك
• تقلصات العضلات (يمكن تقليلها عن طريق زيادة تناول السوائل ، واستهلاك الخضار المسموح بها ، والمكملات المعدنية)
• الغثيان
• التقيؤ
• التعب (انخفاض الطاقة بسبب نقص السكريات السريعة)
• انخفاض مستويات السكر في الدم (الحذر عند مرضى السكري)
• نقص المعادن
• ضباب الدماغ
• التهيج
• باعراض تشبه اعراض الانفلونزا
• طفح كيتو (Prurigo pigmentosa).

ستختفي العديد من هذه الآثار السلبية للكيتونات بمجرد أن يتكيف جسمك مع النظام الغذائي الكيتون.

تشير الدراسات إلى أن النظام الغذائي الكيتوني طويل الأمد قد يزيد من خطر الإصابة بحصوات الكلى ، ولكن يمكن التغلب على ذلك عن طريق شرب الكثير من الماء ومكملات السترات.

اعمل مع طبيبك أو خبراء التغذية للتأكد من أن نظام الكيتو الغذائي الخاص بك صحي ومتوازن ، ويحتوي على جميع العناصر الغذائية الهامة. من الأفضل أن يتم إتباع حمية الكيتو تحت إشراف طبي دقيق.

إطلع على:

• المكسرات المسموحة في الكيتو دايت
• الدهون المسموحة في الكيتو دايت
• الزيوت المسموحة في الكيتو دايت
• البذور المسموحة في الكيتو دايت

من يمنع عليه توخي الحذر من الكيتونات

يجب على مرضى السكري توخي الحذر من الحماض الكيتوني السكري. يزيد الحماض الكيتوني السكري من درجة حموضة الدم عند محاولة استخدام الأجسام الكيتونية كوقود.

الأفراد الذين يفتقرون إلى PPAR-alpha قد لا يستخدمون أجسام الكيتون بكفاءة كوقود.

لا توجد أدلة كافية على أن نظام الكيتو دايت الغذائي آمن أثناء الحمل والرضاعة. تجنب استخدامه ما لم يخبرك طبيبك بخلاف ذلك.

خلاصة

تعتبر أجسام الكيتون مصدرًا مهمًا للطاقة ويتم تنظيم عملية التمثيل الغذائي لها بإحكام. عندما تنخفض احتياطيات الجلوكوز في الجسم ، يتم توفير المزيد من الأحماض الدهنية للكبد من أجل الأكسدة ، مما يؤدي إلى إنتاج ما يترتب على ذلك من جزيئات غنية بالطاقة ، وعلى الأخص الأسيتيل CoA. يمكن أن يدخل Acetyl-CoA في دورة حمض الستريك في الكبد أو يستخدم في تخليق أجسام الكيتون.

يمكن لأجسام الكيتون أن تنتقل عبر الدم في جميع أنحاء الجسم. يمكن للخلايا (خاصة في العضلات الهيكلية والدماغ) تحويل أجسام الكيتون مرة أخرى إلى acetyl-CoA ، والتي يمكن أن تدخل دورة حمض الستريك لإنتاج ATP. أجسام الكيتون هي وسيلة للجسم لاستخدام الطاقة المخزنة في الدهون عندما يكون الجلوكوز غير متوفر أو لا يمكن استخدامه.

الأسئلى الشائعة: